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指针与指针变量(转)

2013年10月05日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4856字 ⁄ 字号 评论关闭
通常指针变量的使用是:先定义指针变量,后给指针变量赋值,最后引用指针变量。现说明如下:
  (1)定义指针变量
  在变量定义语句int *p, *p1, *q; 中用 * 定义的变量均为指针变量。因此该语句定义了名为p、p1与q三个整型指针变量。因为指针变量用于存放变量地址,而地址通常为4字节,所以指针变量的长度均为4个字节。
  (2)指针变量赋值
  指针变量定义后其值为随机数,若此随机数为系统区的地址,则对该指针变量所指系统区某存储单元进行赋值运算,将改变系统区该单元中内容,可能导致系统的崩溃。所以,指针变量定义后必须赋某个变量的地址或0。
  从上面例子可以看出,给指针变量赋初值有三种情况:
  第一种情况是用取地址运算符"&"将变量地址赋给指针变量。如:p=&a;
  第二种情况是将一个指针变量中的地址赋给另一个指针变量,如:p1=p;
  第三种情况是给指针变量赋空值0,如q=0;表示该指针变量不指向任何变量。
  经过赋值后,使指针变量p、p1指向变量a,q不指向任何单元,如图7.2所示。
  (3)指针变量的引用
  指针变量的引用是通过指针运算符"*"实现。在上例中,*p与*p1均表示变量a,因此,第一个输出语句 cout<<*p 被执行后,输出的是变量a的内容100。而赋值语句 *p1=200;是通过指针变量p1间接的将数据200赋给变量a,因此,第二个输出语句中,a 、*p、 *p1同为赋值后变量a的内容200。
  (4)指针变量初始化
  指针变量可以象普通变量一样,在定义指针变量时赋初值,如上例中,定义指针变量p的语句可写成:int *p=&a;
7.1.3 指针变量的运算
  指针变量的运算有三种:赋值运算、关系运算与算术运算。
  1.指针变量赋值运算
  指针变量赋值运算就是将变量的地址赋给指针变量,上节内容已介绍过,现再举一例加深读者对指针变量赋值运算的理解。
  【例7.2】定义三个整型变量a1、a2、a3,用指针变量完成a3=a1+a2的操作。再定义两个实型变量b1、b2,用指针变量完成b1+b2的操作。
 # include <iostream.h>
 void main (void)
 { int a1=1,a2=2,a3;
  int *p1,*p2,*p3;
  float b1=12.5,b2=25.5;
  float *fp1,*fp2;
  p1=&a1;
  p2=&a2;
  p3=&a3;
  *p3= * p1 + *p2;
  fp1=&b1;
  fp2=&b2;
  cout<<" *p1="<<*p1<<'/t'<<" *p2="<<*p2<<'/t' <<"*p1+*p2="<<*p3<<'/n';
  cout<<"a1="<<a1<<'/t'<<" a2="<<a2<<'/t' <<"a1+a2="<<a3<<'/n';
  cout<<"b1=" <<*fp1<<'/t'<<" b2="<<*fp2<<'/t'<<"b1+b2="<<*fp1+*fp2<<'/n';
 }
 
  程序执行后,输出:
  *p1=1 *p2=2 *p1+ *p2=3
  a1=1 a2=2 a1+a2=3
  b1=12.5 b2=25.5 b1+b2=38
  在此例中,经过指针变量赋值运算后,整型指针变量p1、p2、p3分别指向变量a1、a2、a3,因此,*p1=a1,*p2=a2,*p3=a3。所以,*p3= * p1 + *p2 操作就是a3=a1+a2 操作。如图7.3(a)所示。
    2.指针变量的算术运算
  指针变量的算术运算主要有指针变量的自加、自减、加n和减n操作。
  (1)指针变量自加运算
  指令格式:<指针变量>++;
  指针变量自加运算并不是将指针变量值加1的运算,而是将指针变量指向下一个元素的运算。当计算机执行 <指针变量>++ 指令后,指针变量实际增加值为指针变量类型字节数,即:<指针变量>=<指针变量>+sizeof(<指针变量类型>)。假设数组a的首地址为1000,如图7.4所示。
int *p=&a[0]; //p=1000,指向a[0]元素
  p++;
  第一条语句将数组a的首地址1000赋给指针变量p,使p=1000。第二条语句使p作自加运算:
  p=p+sizeof(int)=p+4=1004,使p指向下一个元素a[1] 。
   (2)指针变量自减运算
  指令格式:<指针变量>――;
  指针变量的自减运算是将指针变量指向上一元素的运算。当计算机执行 <指针变量>―― 指令后,指针变量实际减少为指针变量类型字节数,即:
  <指针变量>=<指针变量>―sizeof(<指针变量类型>)
  自加运算和自减运算既可后置,也可前置。
  (3)指针变量加n运算
  指令格式:<指针变量>=<指针变量>+n;
  指针变量的加n运算是将指针变量指向下n个元素的运算。当计算机执行 <指针变量>+ n 指令后,指针变量实际增加值为指针变量类型字节数乘以n,即:
<指针变量>=<指针变量>+sizeof(<指针变量类型>)*n
  (4)指针变量减n运算
  指令格式:<指针变量>=<指针变量>―n;
  指针变量的减n运算是将指针变量指向上n个元素的运算。当计算机执行 <指针变量>― n 指令后,指针变量实际减少值为指针变量类型字节数乘以n,即:
  <指针变量>=<指针变量>―sizeof(<指针变量类型>)*n
【例7.3】指针变量的自加、自减、加n和减n运算。假设数组a的首地址为1000,如图7.4所示。
 # include <iostream.h>
 void main( void)
 { int a[5]={0,1,2,3,4};
  int *p;
  p=&a[0]; //p指向a[0],p=1000
  p++ ; //p指向下一个元素a[1],p=1004
  cout<< *p<<'/t'; //输出a[1]的内容1。
  p=p+3; //p指向下3个元素a[4],p=1016
  cout<< *p<<'/t'; //输出a[4]的内容4。
  p――; //p指向上一个元素a[3],p=1012
  cout<< *p<<'/t'; //输出a[3]的内容3。
  p=p―3; //p指向上3个元素a[0],p=1000
  cout<< *p<<'/t'; //输出a[0]的内容0。
 }
  程序执行后输出:
  1 4 3 0
  从上例可以看出,通过对指针变量的加减算术运算,可以达到移动指针变量指向下n个元素单元或向上n个元素单元的目的。
3.指针变量的关系运算
  指针变量的关系运算是指针变量值的大小比较,即对两个指针变量内的地址进行比较,主要用于对数组元素的判断。
  【例7.4】用指针变量求一维实型数组元素和,并输出数组每个元素的值及数组和。
 # include <iostream.h>
 void main( void )
 { int a[5]={1,2,3,4,5};
  int *p,*p1;
  p1=&a[4]+1;
  for (p=&a[0];p<p1;p++)
  cout <<*p<<'/t';
  int sum=0;
  p=&a[0];
  while (p!=p1) sum+=*p++;
  cout <<"/n sum="<<sum<<endl;
 }
  执行程序后:输出:
  1 2 3 4 5
  sum=15
  程序中首先将数组尾地址+1赋给p1,如图7.4所示。在for 语句中,指针变量p为循环变量,数组首地址&a[0]赋给p。循环时先将循环控制变量p与p1中地址比较,若p<p1,则以*p方式输出数组元素a[i]的值,并将p自加指向下一个元素。此循环直到p≥p1为止。
  在while语句中,仍用p作为循环控制变量,当p!=p1时,用sum=sum+*p;语句将数组元素值累加到sum中去,同时用 p++语句使指针变量p指向下一个元素,循环直到p=p1为止,最后输出数组元素之和。
4.指针运算符的混合运算与优先级
  (1)指针运算符* 与取地址运算符&的优先级相同,按自右向左的方向结合。
  设有变量定义语句: int a, *p=&a;
  则表达式:&*p 的求值顺序为先"*"后"&",即& (*p)=&a=p 。
  而表达式:*&a 的求值顺序为先"&"后"*",即* (&a)=*p=a 。
  (2)"++"、"――"、"*"、"&"的优先级相同,按自右向左方向结合。下面结合例子加以说明。设有变量定义语句:
  int a[4]={100,200,300,400},b;
  int * p=&a[0];
  为了叙述方便,假设系统给数组a分配的首地址为1000,如图7.4所示。
  ① b=*p++;
  按自右向左结合的原则,表达式 *p++ 求值序顺为先"++"后"*",即:*(p++)。由于"++"在p之后为后置++运算符,所以表达式的实际操作是先取*p值,后进行p++的自加操作。即赋值表达式 b=*p++; 等同于下面两条语句:
  b=*p; // b=*p=a[0]=100
  p++; //p=p+sizeof(int)= 1004
  最后运算的结果为b=100,p=1004指向a[1]。
  ② b=*++p;
  按自右向左结合的原则,表达式 *++p 求值顺序为先"++"后"*",即:*(++p)。由于++在p之前为前置++运算符,所以表达式的实际操作是进行++p的自加操作,后取*p值。即赋值表达式 b=*++p; 等同于下面两条语句:
  ++p; //p=p+sizeof(int)= 1008,指向a[2]
  b=*p; // b=*p=a[2]=300
  最后运算的结果为b=300,p=1008指向a[2]。
③ b=(*p)++;
  由于括号内优先运算,所以表达式先取出*p(即a[2])的值并赋给b,然后将*p的值即a[2]内容加1。所以表达式等同于下面两条语句:
  b=*p; //b=a[2]=300
  a[2]++ ; // a[2]=300+1=301
  ④ b=*(p++);
  由①可知,该表达式等同于*p++,运算结果为:
  b=*p; //b=a[2]=301
  p++; // p=p+sizeof(int)=1012,指向a[3]
  ⑤ b=++*p ;
  该表达式先进行"*"运算,再进行"++"运算,即先取出*p的值,再将该值加1。因此表达式实际进行了如下运算:b=++(*p)=++a[3]=400+1=401; p仍指向a[3]不变。
  将上述讨论中各语句汇总为例题如下:
 
  【例7.5】指针运算符"*"、"&"、"++"优先级与结合律示例。
 # include <iostream.h>
 main()
 { int a[4]={100,200,300,400},b;
  int *p=&a[0];
  cout<<'/t'<<"p="<<p<<endl;
  b=*p++;
  cout<<"b="<<b<<'/t'<<"p="<<p<<endl;
  b=*++p;
  cout<<"b="<<b<<'/t'<<"p="<<p<<endl;
  b=(*p)++;
  cout<<"b="<<b<<'/t'<<"p="<<p<<endl;
  b=*(p++);
  cout<<"b="<<b<<'/t'<<"p="<<p<<endl;
  b=++*p;
  cout<<"b="<<b<<'/t'<<"p="<<p<<endl;
  }
  运行结果为:
  p=0x0065FDE8
  b=100 p=0x0065FDEC
  b=300 p=0x0065FDF0
  b=300 p=0x0065FDF0
  b=301 p=0x0065FDF4
  b=401 p=0x0065FDF4
  说明:在定义数组时,数据a的地址是由操作系统存储管理动态分配的,因此,数组a的地址是不确定的,每次运行的结果都可能会不同。一般用十六进制数表示。本例中系统为数组a分配的首地址为0x0065FDE8。而在图7.4中所假设的地址1000~1016完全是为了便于读者理解。

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